EP3084187B1 - Dispositif de drainage de fluides pour un moteur d'aéronef - Google Patents

Dispositif de drainage de fluides pour un moteur d'aéronef Download PDF

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EP3084187B1
EP3084187B1 EP14827837.7A EP14827837A EP3084187B1 EP 3084187 B1 EP3084187 B1 EP 3084187B1 EP 14827837 A EP14827837 A EP 14827837A EP 3084187 B1 EP3084187 B1 EP 3084187B1
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EP
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engine
collector
liquids
fluids
line
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EP3084187A1 (fr
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Jean-Michel Pierre Claude PY
Philippe Jean René Marie BENEZECH
Sébastien COMBEBIAS
Sébastien FOUCHE
Lorenzo Huacan Hernandez
Eric LE BORGNE
Lionel NAPIAS
Maxime QUAIREAU
Philippe Roger
Cédric ZORDAN
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Safran Helicopter Engines SAS
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Safran Helicopter Engines SAS
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Definitions

  • the present invention relates to a fluid drainage device for an aircraft engine, an aircraft engine comprising such a device, as well as a method for controlling this engine.
  • the state of the art includes in particular the documents FR-A-1 597 209 , EP-A1-2 626 616 and US-A-3,623,053 .
  • a tank return is provided for recovering these fluids, that is to say that at least one pipe is provided for conveying the fluids to the aircraft fuel tank.
  • this technology has many disadvantages. Indeed, it requires the aircraft manufacturer to provide this tank return which is used to recover the various fluids drained from the engine. This technical constraint is accentuated by the fact that the flow rates and temperatures of these fluids can be high. Leaks can also be the consequence of failures known as "dormant". In addition, the oil that is recovered pollutes the fuel stored in the tank. The management of these potential leaks therefore strongly constrains the aircraft manufacturer and does not facilitate the integration of the engine on aircraft not having a tank return.
  • One solution consists, for example, in evacuating the drained fluids towards a scupper from the engine floor. This solution is not satisfactory because it results in the discharge of fluids to the atmosphere or onto the runway, which is less and less acceptable.
  • Another solution consists in equipping the engine with a device for treating the drainage of fluids, this device comprising a collector configured to collect the fluids drained from the engine. This collector can be connected by a pipe to the exhaust nozzle of the engine so that the drained fluids are conveyed and pumped from the collector to the nozzle to be burned there. In this case, flames and fumes may appear at the outlet of the nozzle, which is not aesthetic in particular when starting the engine.
  • the object of the present invention is to remedy the problem and the need mentioned above.
  • the present invention relates to a fluid drainage device for an aircraft engine comprising a manifold configured to collect fluids drained from the engine.
  • this drainage device is remarkable in that it comprises means for pumping the fluids contained in the collector and for evacuating these fluids, and monitoring means configured to signal an abnormal collection of the fluids by the collector, these monitoring means being configured to activate when the flow of collected fluids is greater than the flow rate of the pumping means, these monitoring means comprising an electric alarm, which is configured to emit a signal intended for the cockpit of the aircraft.
  • the manifold recovers the various drained fluids (oil, fuel, etc.) coming from the engine.
  • the pumping and evacuation means make it possible to pump the fluids from the collector in order to evacuate them.
  • the monitoring means make it possible to monitor the flow of collected fluids and to detect when this flow is abnormal. This flow of fluids is abnormal when it is greater than the flow of the pumping means.
  • the pumping rate is therefore preferably set to a threshold value (of the order of a few liters per hour for example) corresponding to normal engine operation, that is to say an operation for which the losses and leaks fluids that may occur do not affect engine operation (i.e., except in the event of engine failure).
  • the pumping means evacuate all the fluids collected in the collector, when these pumping means are active.
  • the flow rate of the pumping means becomes insufficient to evacuate the fluids collected in the collector.
  • the monitoring means are then configured to activate and thus detect this abnormal situation.
  • An engine maintenance operation can then be performed.
  • the monitoring means of the device according to the invention thus make it possible to limit maintenance operations to only cases where significant leaks of drained fluids are detected, which is particularly advantageous in particular in terms of engine maintenance cost.
  • the monitoring means thus make it possible to avoid premature removal of engine equipment and minimize the periodic inspections of the prior art.
  • the drainage device according to the invention minimizes the interface with the aircraft manufacturer and contributes to eliminating the requirement for a tank return.
  • the drainage device is thus devoid of tank return.
  • the pumping means comprise an electric, mechanical or pneumatic pump.
  • the pumping means may comprise an ejector of the jet horn type.
  • This ejector may comprise a first conduit for the passage of drained fluids, one end of which forms an inlet for the fluids contained in the manifold and the other end of which forms a discharge outlet for fluids, and a second conduit for spraying pressurized gas which extends around or inside the first conduit and which is configured so that the sprayed gas leaving this second conduit forces the evacuation of the fluids by the outlet of the first conduit.
  • the first conduit can be connected to a valve, for example a valve.
  • this valve is controlled electrically or mechanically.
  • it can be controlled by a pressurized fluid, the valve being closed when the fluid pressure is below a certain threshold and open when this pressure is above this threshold.
  • the valve thus makes it possible to control the circulation of the fluids drained in the first conduit. This can make it possible to precisely control the moment of evacuation of the drained fluids, so that these are not so when the engine is started for example.
  • the second conduit of the ejector may include a gas inlet which is connected to means for withdrawing gas under pressure, for example from an engine compressor.
  • the gas inlet of the second duct of the ejector can be connected to the sampling means by a valve, for example with a valve, or a restriction of passage section.
  • This valve can be electric, mechanical or pneumatic (controlled by a pressurized fluid).
  • the valve can be controlled by the pressurized gas sampled. In this case, as explained in the foregoing, it can be closed when the gas pressure is below a certain threshold and open when this pressure is above this threshold. This is particularly advantageous since the flap valve then operates autonomously, the gases under pressure supplying the second conduit of the ejector when their pressure is sufficient to open the flap valve.
  • the flap valve can be configured to open when the aircraft is in flight and the engine is at cruising speed, for example.
  • the pumping means are integrated into the collector.
  • the pumping means are mounted in or on the collector, which reduces the size of the device.
  • the second duct of this ejector can be mounted in the collector at an outlet for fluids drained from the latter, which then forms the first duct of the ejector .
  • the pumping means are located at a distance from the collector and connected by a pipe to a fluid outlet from the latter.
  • Monitoring means comprising a visual and / or electrical alarm, which is configured to be visible by an operator controlling the collector or to emit a signal intended for the cockpit of the aircraft. The alarm is triggered when the flow rate for filling the collector is greater than the flow rate of the pumping means. It is used to report any abnormal engine leakage, as explained in the foregoing.
  • Monitoring means may also be described which may include a hole or a manhole window fitted to the collector. An operator can thus check the level or volume of fluids in the collector and decide whether or not to perform a maintenance operation. It is also possible to monitor several flow thresholds to see the progress of a fault and schedule a revision.
  • means for monitoring the collector comprising an overflow configured to allow fluids to escape from the collector when the flow of collected fluids is greater than the flow of the pumping means. External oil or fuel flows are thus suppressed except in the event of a breakdown. In the event that such a flow occurs, an operator could easily see, by the traces of sagging at the level of the overflow for example, that the collector has received too much fluid flow. He could then decide to carry out a maintenance operation.
  • the invention also relates to an aircraft engine, comprising a combustion gas exhaust nozzle.
  • the engine is remarkable in that it comprises at least one drainage device according to the invention, the outlet of the pumping means opening directly or via a pipe inside the nozzle.
  • the drained fluids which are evacuated from the manifold are thus conveyed to the exhaust nozzle of the engine, to be burned there.
  • the moment when the drained fluids are discharged can be determined in advance, for example by means of a flap valve connected to the first or to the second conduit of an ejector of the jet tube type forming pumping means. It is thus possible to evacuate the fluids drained into the nozzle only when the aircraft is in flight, to minimize external nuisances.
  • the pumping means are connected to means for withdrawing gas from a compressor or from an engine degassing system.
  • the invention also relates to an aircraft provided with a drainage device according to the invention.
  • the invention also relates to a method for controlling an engine, the method comprising a step of maintaining the engine after the activation of the monitoring means of the device.
  • an aircraft engine 1 (here of a helicopter) comprises (seen in transparency) a gas generator 2, formed of a compressor 3, a combustion chamber 4 and a turbine 5, in connection with a free turbine 6.
  • the free turbine 6 drives the main rotor (not shown) by a power shaft 7 via a box transmission (not shown).
  • the gases from the combustion are ejected into an exhaust nozzle 9.
  • the engine 1 is equipped with a drainage device 10 which is intended to collect the residual fluids (fuel, oil, water condensates, impurities, etc.) coming from the engine.
  • a drainage device 10 which is intended to collect the residual fluids (fuel, oil, water condensates, impurities, etc.) coming from the engine.
  • a drainage device 10 comprises a manifold 11 and conduits 12 for draining fluids coming from different parts of the engine and having their outlets opening into the manifold 11.
  • a fluid drainage device further comprises means for pumping the fluids contained in the collector 11 and for evacuating these fluids, as well as monitoring means configured to signal an abnormal collection of the fluids by the collector 11 .
  • the figure 2 represents a first embodiment of the drainage device 10 according to the invention, in which the pumping and evacuation means and the monitoring means are designated by the references 13 and 14 respectively.
  • the pumping and evacuation means 13 comprise an inlet 15 connected by a pipe 16 to an outlet 17 for fluids from the manifold 11, and an outlet 18 opening into the exhaust nozzle 9 of the engine 1.
  • the collector 11 receives the drained fluids coming from the conduits 12 (schematically represented by arrows) and is preferably equipped with a vent 12 ′ for venting the internal cavity of the collector, in which the fluids are received .
  • the pumping and evacuation means 13 here comprise an ejector 19 of the jet pump type, provided with a first conduit 20 for passage of drained fluids, one end (upstream) of which forms the abovementioned inlet 15 and the other end of which (downstream) forms the aforementioned outlet 18.
  • this outlet 18 may include a restriction of its passage section so as to define a diffuser downstream.
  • the pumping and evacuation means 13 also comprise a second duct 21 for spraying pressurized gas which here extends inside the first duct 20 and which is configured so that the sprayed gas leaving this second duct 21 forces the evacuation of the fluids circulating in the conduit 20 towards its outlet 18 and in the nozzle 9.
  • This pressurized gas is intended to expand in the aforementioned diffuser, which creates a vacuum and forces the passage of the drained fluids into the nozzle 9.
  • the second conduit 21 thus comprises an outlet 22 for pressurized gas situated in the vicinity of the outlet 18 of the first conduit 20.
  • the inlet 23 of the second conduit is connected by a conduit 24 to means for withdrawing pressurized gas from the engine 1 (not shown in the drawing).
  • the sampling of pressurized gas can be carried out in the compressor 3 of the engine, for example at the plane P25 or P3 (the plane P25 being located between two compression wheels and the plane P3 being located downstream of these wheels).
  • the pipe 24 is equipped with a flap valve 25 which is intended to open and let the pressurized gas taken from the pipe to the ejector 19 when the pressure of this gas is greater than or equal to a predetermined threshold value.
  • the flap valve 25 is here represented by a movable ball urged by a compression spring against a seat surrounding a gas outlet of the sampling means. Thus, the flap valve 25 is actuated by the pressurized gas.
  • the aforementioned threshold value of the gas pressure which is in particular a function of the stiffness of the spring in the aforementioned example, is preferably determined to precisely control the moment of evacuation of the drained fluids, in particular so that it does not occur not when the engine is started.
  • the monitoring means 14 of the manifold 11 are here represented by a simple overflow 34. According to the invention, these monitoring means 14 are configured to activate when the flow of fluids received by the manifold 11 is greater than the flow of pumping means 13 (ejector 19). The monitoring means 14 thus make it possible to signal an abnormal collection of fluids by the collector 11, in particular an amount that is too high by compared to the usual amount of fluids drained during normal engine operation.
  • the monitoring means 14 can be designed to emit a signal, which can be a visual and / or electrical alarm.
  • the pumping means 13 are no longer able to evacuate the collected fluids as soon as the flow of collected fluids is greater than the pumping flow. If the collector allows it, the level of fluids in the collector 11 will therefore increase in the event of an engine failure.
  • the monitoring means 14 include this window which is thus intended to alert the operator (visual alarm).
  • the collector 11 may alternatively or as an additional characteristic comprise an overflow 34 intended to allow fluids from the collector 11 to escape, in particular when the volume of fluids collected is greater than the volume of retention of the fluids from the collector 11.
  • An operator can see, in place of or in addition to the alarm means, the traces of flow generated by an overflow at the level of the overflow 34 in the event that an engine failure has occurred, the overflow 34 thus forming another type visual alarm.
  • the overflow 34 can be connected by a hose to the scupper of the engine compartment floor, or to an auxiliary recovery tank.
  • the monitoring means 14 may comprise a sensor intended to detect the level of fluids in the manifold 11 and to emit a signal intended for the cockpit of the aircraft which may be visible by the pilot through an indicator light for example.
  • the monitoring means 14 thus make it possible to detect a large and abnormal leakage of fluids quickly enough to alert an operator or the pilot of the aircraft.
  • the activation of the alarm indicates that an engine failure has occurred and that a maintenance operation must be carried out.
  • the engine partially shown in figure 2 comprises other drainage means 26 which are used here to collect unburned fuel in the combustion chamber 4 and to evacuate it to the nozzle 9 by means of a pipe 27, the outlet of which opens into the nozzle.
  • the drainage device 10 according to the invention is independent of these drainage means 26 which are not equipped with pumping means or with monitoring means.
  • the pumping means 13 (ejector 19) are integrated into the manifold 11.
  • the first conduit 20 is directly mounted at the outlet 17 for fluids from the manifold 11 and is connected to one end of a conduit 16, the other end of which opens into the nozzle 9.
  • the second conduit 21 of the ejector 19 extends inside the first conduit 20 and its inlet 23 is connected by a conduit 24 which can be fitted with a flap valve 25 to the gas sampling means under pressure in the engine 1.
  • the drainage device of the figure 3 also includes monitoring means 14 of the aforementioned type.
  • the pumping means 13 comprise an ejector 19, the first conduit 20 of which is mounted inside the second conduit 21, so as to form a nozzle.
  • the inlet of the first conduit 20 is connected by the conduit 16 to the outlet 17 of fluids from the manifold 11.
  • the second conduit 21 has its inlet connected by a conduit 24 to the air intake means and its outlet extends around the outlet of the first conduit 20 and opens into the nozzle 9.
  • the ejector 19 functions here as a paint spray gun type ejection nozzle, which operates by expelling the pressurized gas around the outlet 18 of the first conduit 20, in order to suck the fluids from the manifold towards the nozzle 9 11.
  • the pipe 24 connecting the second pipe 21 of the ejector to the withdrawal means is equipped with a restriction 28 of its passage section (instead of the flap valve 25 of the figure 2 ).
  • This restriction 28 makes it possible to delay the evacuation of the fluids so that it does not intervene when the engine is started.
  • the pressure increases slightly in the second conduit 21 of the ejector at start-up, the evacuation of the fluids in the nozzle 9 occurring beyond a predetermined pressure threshold.
  • the drainage device also includes monitoring means 14 of the aforementioned type.
  • the variant of the figure 5 differs from the embodiment of the figure 2 essentially in that line 24 is not equipped with a flap valve or restriction. Instead, a valve 29, for example with a slide valve, is mounted on the pipe 16 which connects the outlet 17 of the manifold 11 to the inlet of the first pipe 20 of the ejector 19.
  • the valve 29 comprises an inlet connected by a portion of line 16 to the outlet 17 of the manifold 11 and an outlet connected by another portion of line 16 to the inlet of the first duct 20 of the ejector 19.
  • the valve 29 comprises in addition to an internal member 30 movable between a position for closing the above-mentioned outlet and / or inlet of the valve 29, and a position in which the inlet and the outlet of the valve 29 are in fluid communication.
  • the member 30 is biased by a spring in the closed position of the valve 29. The movement of this member 30 is controlled by pressurized gas, which here is a part of the pressurized gas taken from the engine by the means of aforementioned direct debit.
  • the pipe 24 connecting the sampling means to the ejector 19 may include a bypass 31 connected to a cavity of the valve 29, in which the member is mounted to move.
  • the valve 29 is intended to open when the pressure of the withdrawn gas is greater than or equal to a predetermined threshold value, which is in particular a function of the stiffness of the spring in the above example, and which is preferably determined to precisely control the moment of evacuation of the drained fluids, in particular so that it does not occur upon ignition of the engine.
  • the pipe 31 can be connected by its end opposite the valve to means for taking air from the engine compressor.
  • the variant of the figure 6 differs from the embodiment of the figure 2 essentially in that the line 24 is connected to means for sampling gas under pressure, not in the engine compressor, but in a degassing system (not shown) of the engine.
  • the evacuation of the fluids in the nozzle 9 occurs using the engine degassing system.
  • the variant of the figure 7 differs from the embodiment of the figure 3 essentially in that the pipe 24 connecting the second pipe 21 of the ejector to the withdrawal means, is equipped with a restriction 28 of its passage section (instead of the flap valve 25 of the figure 3 ).
  • This restriction 28 has the same function as the restriction described with reference to the figure 4 .
  • the variant of the figure 8 differs from the embodiment of the figure 2 essentially in that the pipe 24 connecting the second pipe 21 of the ejector to the withdrawal means, is equipped with a restriction 28 of its passage section (instead of the flap valve 25 of the figure 2 ).
  • This restriction 28 has the same function as the restriction described with reference to the figure 4 .
  • the variant of the figure 9 differs from the embodiment of the figure 3 essentially in that the line 24 connecting the second line 21 of the ejector 19 to the withdrawal means, is equipped with a valve 32 electrically controlled (instead of the flap valve 25 of the figure 3 ).
  • This valve 32 is intended to open to let the pressurized gas withdrawn when it is activated by an order sent by an engine computer for example.
  • the pumping means 13 of the drainage device comprise an electric pump 33 or mechanical mounted on the pipe 16 and one end of which is connected to the outlet 17 of the manifold 11 and the opposite end opens into the nozzle 9.
  • This pump 33 brings the fluids from the manifold 11 to the nozzle 9, when it is actuated .
  • the flow of this pump is also calibrated so as to fix a flow threshold beyond which the monitoring device signals abnormal engine operation. This variant does not require a valve, restriction or air intake.
  • the drainage device also includes monitoring means 14 of the aforementioned type.

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention concerne un dispositif de drainage de fluides pour un moteur d'aéronef, un moteur d'aéronef comportant un tel dispositif, ainsi qu'un procédé de contrôle de ce moteur.
    • ETAT DE L'ART
  • L'état de la technique comporte notamment les documents FR-A-1 597 209 , EP-A1-2 626 616 et US-A-3 623 053 .
  • Dans les moteurs d'aéronef tel qu'un hélicoptère, il est souvent nécessaire d'évacuer des fluides de différentes natures, tels du carburant ou de l'huile, pour éviter que ces fluides ne s'accumulent et ne perturbent le fonctionnement de ces moteurs. Par exemple, certains moteurs nécessitent des opérations de purge qui entraînent des pertes de fluides (carburant, huile, etc.) qui doivent être récupérés et traités.
  • Dans la technique actuelle, un retour réservoir est prévu pour récupérer ces fluides, c'est-à-dire qu'au moins une canalisation est prévue pour acheminer les fluides jusqu'au réservoir de carburant de l'aéronef. Cependant, cette technologie présente de nombreux inconvénients. En effet, elle impose à l'avionneur de prévoir ce retour réservoir qui sert à la récupération des différents fluides drainés du moteur. Cette contrainte technique est accentuée par le fait que les débits et les températures de ces fluides peuvent être élevés. Les fuites peuvent aussi être la conséquence de pannes dites « dormantes ». En outre, l'huile qui est récupérée pollue le carburant stocké dans le réservoir. La prise en charge de ces fuites potentielles contraint donc fortement l'avionneur et ne facilite pas l'intégration du moteur sur les aéronefs ne comportant pas de retour réservoir.
  • Par ailleurs, des fuites d'huile ou de carburant peuvent se produire dans le moteur, suite à un défaut d'étanchéité de certaines pièces, sans pour autant que cela ait un impact sur le fonctionnement de ces pièces. Dans la technique actuelle, une opération de maintenance est réalisée dès que ce type de fuites, sans conséquence néfaste pour le moteur, est détecté, ce qui augmente la fréquence de ces opérations et le coût global de maintenance d'un moteur d'aéronef. C'est notamment le cas des systèmes hydromécaniques du type HMU dont l'étanchéité dynamique peut potentiellement générer des fuites externes. Les fuites de carburant au niveau du drain de la prise de mouvement sont la principale cause de dépose des blocs pompe/HMU, bien que ces fuites n'aient pas d'impact significatif sur le fonctionnement du moteur. Il serait donc souhaitable de pouvoir maintenir en service un système hydromécanique HMU dont l'étanchéité dynamique ne serait pas parfaite.
  • On connaît plusieurs solutions pour évacuer des fluides drainés d'un moteur d'aéronef, mais aucune de ces solutions ne répond efficacement et totalement au problème et au besoin évoqués ci-dessus. Une solution consiste par exemple à évacuer les fluides drainés vers un dalot du plancher moteur. Cette solution n'est pas satisfaisante car elle entraîne le rejet des fluides vers l'atmosphère ou sur la piste, ce qui est de moins en moins acceptable. Une autre solution consiste à équiper le moteur d'un dispositif de traitement du drainage des fluides, ce dispositif comprenant un collecteur configuré pour collecter les fluides drainés du moteur. Ce collecteur peut être relié par une canalisation à la tuyère d'échappement du moteur de façon à ce que les fluides drainés soient acheminés et pompés depuis le collecteur jusqu'à la tuyère pour y être brulés. Dans ce cas, des flammes et des fumées peuvent apparaître à la sortie de la tuyère, ce qui n'est pas esthétique en particulier lors du démarrage du moteur.
  • La présente invention a pour objet de remédier au problème et au besoin évoqués ci-dessus.
    • EXPOSE DE L'INVENTION
  • La présente invention concerne un dispositif de drainage de fluides pour un moteur d'aéronef comprenant un collecteur configuré pour collecter des fluides drainés du moteur.
  • Selon l'invention, ce dispositif de drainage est remarquable en ce qu'il comporte des moyens de pompage des fluides contenus dans le collecteur et d'évacuation de ces fluides, et des moyens de surveillance configurés pour signaler une collecte anormale des fluides par le collecteur, ces moyens de surveillance étant configurés pour s'activer lorsque le débit de fluides collectés est supérieur au débit des moyens de pompage, ces moyens de surveillance comprenant une alarme électrique, qui est configurée pour émettre un signal destiné au poste de pilotage de l'aéronef.
  • Comme dans la technique antérieure, le collecteur récupère les différents fluides drainés (huile, carburant, etc.) provenant du moteur. Les moyens de pompage et d'évacuation permettent de pomper les fluides du collecteur pour les évacuer. Enfin, les moyens de surveillance permettent de surveiller le débit de fluides collectés et de détecter lorsque ce débit est anormal. Ce débit de fluides est anormal lorsqu'il est supérieur au débit des moyens de pompage. Le débit de pompage est donc de préférence réglé à une valeur seuil (de l'ordre de quelques litres par heure par exemple) correspondant à un fonctionnement normal du moteur, c'est-à-dire à un fonctionnement pour lequel les pertes et fuites de fluides susceptibles d'avoir lieu n'affectent pas le fonctionnement du moteur (c'est-à-dire, en dehors des cas de panne moteur). Autrement dit, en fonctionnement normal, les moyens de pompage évacuent tous les fluides collectés dans le collecteur, lorsque ces moyens de pompage sont actifs. Au contraire, en cas de dysfonctionnement et de fuites importantes de fluides, c'est-à-dire en cas de panne moteur, le débit des moyens de pompage devient insuffisant pour évacuer les fluides collectés dans le collecteur. Les moyens de surveillance sont alors configurés pour s'activer et ainsi détecter cette situation anormale. Une opération de maintenance du moteur peut alors être réalisée. Les moyens de surveillance du dispositif selon l'invention permettent ainsi de limiter les opérations de maintenance aux seuls cas où des fuites importantes de fluides drainés sont détectées, ce qui est particulièrement avantageux notamment en termes de coût de maintenance du moteur. Les moyens de surveillance permettent ainsi d'éviter des déposes prématurées d'équipements du moteur et minimise les inspections périodiques de la technique antérieure.
  • Le dispositif de drainage selon l'invention minimise l'interface avec l'avionneur et contribue à la suppression de l'exigence d'un retour réservoir. Avantageusement, le dispositif de drainage est ainsi dépourvu de retour réservoir.
  • Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, les moyens de pompage comprennent une pompe électrique, mécanique ou pneumatique.
  • En variante, les moyens de pompage peuvent comprendre un éjecteur du type trompe à jet. Cet éjecteur peut comporter un premier conduit de passage de fluides drainés dont une extrémité forme une entrée des fluides contenus dans le collecteur et dont l'autre extrémité forme une sortie d'évacuation des fluides, et un second conduit de pulvérisation de gaz sous pression qui s'étend autour ou à l'intérieur du premier conduit et qui est configuré pour que le gaz pulvérisé sortant de ce second conduit force l'évacuation des fluides par la sortie du premier conduit.
  • Le premier conduit peut être relié à une vanne, par exemple à clapet. Dans un mode de réalisation, cette vanne est commandée électriquement ou mécaniquement. En variante, elle peut être commandée par un fluide sous pression, la vanne étant fermée lorsque la pression du fluide est inférieure à un certain seuil et ouverte lorsque cette pression est supérieure à ce seuil. La vanne permet ainsi de contrôler la circulation des fluides drainés dans le premier conduit. Ceci peut permettre de contrôler avec précision le moment d'évacuation des fluides drainés, afin que ceux-ci ne le soient pas à l'allumage du moteur par exemple.
  • Le second conduit de l'éjecteur peut comprendre une entrée de gaz qui est reliée à des moyens de prélèvement de gaz sous pression, par exemple d'un compresseur du moteur. L'entrée de gaz du second conduit de l'éjecteur peut être reliée aux moyens de prélèvement par une vanne, par exemple à clapet, ou une restriction de section de passage. Cette vanne peut être électrique, mécanique ou pneumatique (commandée par un fluide sous pression). La vanne peut être commandée par le gaz sous pression prélevé. Dans ce cas, comme expliqué dans ce qui précède, elle peut être fermée lorsque la pression du gaz est inférieure à un certain seuil et ouverte lorsque cette pression est supérieure à ce seuil. Ceci est particulièrement avantageux car la vanne à clapet fonctionne alors de manière autonome, les gaz sous pression alimentant le second conduit de l'éjecteur lorsque leur pression est suffisante pour ouvrir la vanne à clapet. La vanne à clapet peut être configurée pour s'ouvrir lorsque l'aéronef est en vol et que le moteur est en régime de croisière par exemple.
  • Selon un mode de réalisation, les moyens de pompage sont intégrés au collecteur. Autrement dit, les moyens de pompage sont montés dans ou sur le collecteur, ce qui diminue l'encombrement du dispositif. Dans le cas où les moyens de pompage comprennent un éjecteur du type précité, le second conduit de cet éjecteur peut être monté dans le collecteur au niveau d'une sortie de fluides drainés de ce dernier, qui forme alors le premier conduit de l'éjecteur. En variante, les moyens de pompage sont situés à distance du collecteur et reliés par une conduite à une sortie de fluides de celui-ci.
  • Il est décrit des moyens de surveillance comprenant une alarme visuelle et/ou électrique, qui est configurée pour être visible par un opérateur contrôlant le collecteur ou pour émettre un signal destiné au poste de pilotage de l'aéronef. L'alarme est déclenchée lorsque le débit de remplissage du collecteur est supérieur au débit des moyens de pompage. Elle permet de signaler toute fuite anormale du moteur, comme expliqué dans ce qui précède. Il est également décrit des moyens de surveillance pouvant comprendre un trou ou une fenêtre de regard équipant le collecteur. Un opérateur peut ainsi vérifier le niveau ou le volume de fluides dans le collecteur et décider de réaliser ou non une opération de maintenance. Il est aussi possible de surveiller plusieurs seuils de débit pour voir l'évolution d'une panne et programmer une révision.
  • Il est également décrit des moyens de surveillance du collecteur comprenant un trop-plein configuré pour laisser s'échapper des fluides du collecteur lorsque le débit de fluides collectés est supérieur au débit des moyens de pompage. Les écoulements externes d'huile ou de carburant sont ainsi supprimés hors cas de panne. Dans le cas où un tel écoulement interviendrait, un opérateur pourrait facilement constater, par les traces de coulure au niveau du trop-plein par exemple, que le collecteur a reçu un débit de fluides trop important. Il pourrait alors décider de réaliser une opération de maintenance.
  • L'invention se rapporte également à un moteur d'aéronef, comprenant une tuyère d'échappement de gaz de combustion. Le moteur est remarquable en ce qu'il comprend au moins un dispositif de drainage selon l'invention, la sortie des moyens de pompage débouchant directement ou par l'intermédiaire d'une conduite à l'intérieur de la tuyère.
  • Les fluides drainés qui sont évacués du collecteur sont ainsi acheminés jusqu'à la tuyère d'échappement du moteur, pour y être brûlés. Comme expliqué dans ce qui précède, le moment où les fluides drainés sont évacués peut être déterminé à l'avance, par exemple au moyen d'une vanne à clapet reliée au premier ou au second conduit d'un éjecteur du type trompe à jet formant des moyens de pompage. Il est ainsi envisageable d'évacuer les fluides drainés dans la tuyère uniquement lorsque l'aéronef est en vol, pour minimiser les nuisances externes.
  • Avantageusement, les moyens de pompage sont reliés à des moyens de prélèvement de gaz d'un compresseur ou d'un système de dégazage du moteur.
  • L'invention se rapporte encore à un aéronef muni d'un dispositif de drainage selon l'invention.
  • L'invention se rapporte également à un procédé de contrôle d'un moteur, le procédé comprenant une étape de maintenance du moteur après l'activation des moyens de surveillance du dispositif.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
    • La figure 1 illustre schématiquement une vue de côté d'un moteur d'aéronef comprenant un dispositif de drainage selon l'invention.
    • La figure 2 illustre schématiquement une vue de côté d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de drainage selon l'invention.
    • Les figures 3 à 10 illustrent schématiquement des vues de côté de variantes de réalisation du dispositif de drainage selon l'invention.
    DESCRIPTION DETAILLEE
  • En référence à la vue latérale de la figure 1, un moteur d'aéronef 1 (ici d'un hélicoptère) comporte (vus en transparence) un générateur de gaz 2, formé d'un compresseur 3, d'une chambre de combustion 4 et d'une turbine 5, en liaison avec une turbine libre 6. La turbine libre 6 entraîne le rotor principal (non représenté) par un arbre de puissance 7 via une boîte de transmission (non représentée). Les gaz issus de la combustion sont éjectés dans une tuyère d'échappement 9.
  • Afin de rendre le moteur propre, le moteur 1 est équipé d'un dispositif de drainage 10 qui est destiné à collecter les fluides résiduels (carburant, huile, condensats d'eau, impuretés, etc.) provenant du moteur.
  • De façon classique, un dispositif de drainage 10 comprend un collecteur 11 et des conduits 12 de drainage de fluides provenant de différentes parties du moteur et ayant leurs sorties débouchant dans le collecteur 11.
  • Un dispositif de drainage de fluides selon l'invention comprend en outre des moyens de pompage des fluides contenus dans le collecteur 11 et d'évacuation de ces fluides, ainsi que des moyens de surveillance configurés pour signaler une collecte anormale des fluides par le collecteur 11.
  • La figure 2 représente un premier mode de réalisation du dispositif de drainage 10 selon l'invention, dans lequel les moyens de pompage et d'évacuation et les moyens de surveillance sont désignés respectivement par les références 13 et 14.
  • Dans l'exemple représenté, les moyens de pompage et d'évacuation 13 comprennent une entrée 15 reliée par une conduite 16 à une sortie 17 de fluides du collecteur 11, et une sortie 18 débouchant dans la tuyère d'échappement 9 du moteur 1. Le collecteur 11 reçoit les fluides drainés provenant des conduits 12 (schématiquement représentés par des flèches) et est de préférence équipé d'un évent 12' pour la mise à l'air libre de la cavité interne du collecteur, dans laquelle sont reçus les fluides.
  • Les moyens de pompage et d'évacuation 13 comprennent ici un éjecteur 19 du type trompe à jet, muni d'un premier conduit 20 de passage de fluides drainés dont une extrémité (amont) forme l'entrée 15 précitée et dont l'autre extrémité (aval) forme la sortie 18 précitée. Comme cela est schématiquement représenté en figure 1, cette sortie 18 peut comprendre une restriction de sa section de passage de façon à définir en aval un diffuseur.
  • Les moyens de pompage et d'évacuation 13 comprennent aussi un second conduit 21 de pulvérisation de gaz sous pression qui s'étend ici à l'intérieur du premier conduit 20 et qui est configuré pour que le gaz pulvérisé sortant de ce second conduit 21 force l'évacuation des fluides circulant dans le conduit 20 vers sa sortie 18 et dans la tuyère 9. Ce gaz sous pression est destiné à se détendre dans le diffuseur précité, ce qui crée une dépression et force le passage des fluides drainés jusque dans la tuyère 9.
  • Le second conduit 21 comprend ainsi une sortie 22 de gaz sous pression située au voisinage de la sortie 18 du premier conduit 20. L'entrée 23 du second conduit est reliée par une conduite 24 à des moyens de prélèvement de gaz sous pression dans le moteur 1 (non représentés sur le dessin). Le prélèvement de gaz sous pression peut être réalisé dans le compresseur 3 du moteur, par exemple au niveau du plan P25 ou P3 (le plan P25 étant situé entre deux roues de compression et le plan P3 étant situé en aval de ces roues).
  • Pour contrôler l'activation du pompage et le moment d'évacuation des fluides dans la tuyère 9, la conduite 24 est équipée d'une vanne à clapet 25 qui est destinée à s'ouvrir et à laisser passer le gaz sous pression prélevé dans la conduite jusqu'à l'éjecteur 19 lorsque la pression de ce gaz est supérieure ou égale à une valeur seuil prédéterminée. La vanne à clapet 25 est ici représentée par une bille mobile sollicitée par un ressort de compression contre un siège entourant une sortie de gaz des moyens de prélèvement. Ainsi, la vanne à clapet 25 est actionnée par le gaz sous pression. La valeur seuil précitée de la pression de gaz, qui est notamment fonction de la raideur du ressort dans l'exemple précité, est de préférence déterminée pour contrôler avec précision le moment d'évacuation des fluides drainés, afin notamment qu'il ne se produise pas dès l'allumage du moteur.
  • Les moyens de surveillance 14 du collecteur 11 sont ici représentés par un simple trop-plein 34. Selon l'invention, ces moyens de surveillance 14 sont configurés pour s'activer lorsque le débit de fluides reçu par le collecteur 11 est supérieur au débit des moyens de pompage 13 (éjecteur 19). Les moyens de surveillance 14 permettent ainsi de signaler une collecte anormale des fluides par le collecteur 11, notamment une quantité trop élevée par rapport à la quantité usuelle de fluides drainés en fonctionnement normal du moteur.
  • Lorsque le débit des fluides collectés est supérieur au débit des moyens de pompage 13, les moyens de surveillance 14 peuvent être conçus pour émettre un signal, qui peut être une alarme visuelle et/ou électrique.
  • En réglant le débit de pompage à une valeur seuil correspondant à un fonctionnement normal du moteur, c'est-à-dire à un fonctionnement pour lequel les pertes et fuites de fluides susceptibles d'apparaître n'affectent pas le fonctionnement du moteur, les moyens de pompage 13 ne sont plus à même d'évacuer les fluides collectés dès lors que le débit de fluides collectés est supérieur au débit de pompage. Dans le cas où le collecteur l'y autorise, le niveau de fluides dans le collecteur 11 va donc augmenter en cas de panne moteur.
  • Dans le cas où le collecteur 11 comprend un hublot à travers lequel un opérateur peut voir le niveau de fluides dans le collecteur, les moyens de surveillance 14 comprennent ce hublot qui est ainsi destiné à alerter l'opérateur (alarme visuelle).
  • Le collecteur 11 peut comprendre en variante ou en caractéristique additionnelle un trop-plein 34 destiné à laisser s'échapper des fluides du collecteur 11, en particulier lorsque le volume de fluides collectés est supérieur au volume de rétention des fluides du collecteur 11. Un opérateur peut voir, à la place ou en plus des moyens d'alarme, les traces de coulure générées par un débordement au niveau du trop-plein 34 dans le cas où une panne moteur est intervenue, le trop-plein 34 formant ainsi un autre type d'alarme visuelle. Le trop plein 34 peut être raccordé par un tuyau au dalot du plancher du compartiment moteur, ou à un réservoir auxiliaire de récupération.
  • En tant qu'alarme électrique et visuelle, les moyens de surveillance 14 peuvent comprendre un capteur destiné à détecter le niveau de fluides dans le collecteur 11 et à émettre un signal à destination du poste de pilotage de l'aéronef qui peut être visible par le pilote par l'intermédiaire d'un voyant lumineux par exemple.
  • Les moyens de surveillance 14 permettent ainsi de détecter une fuite importante et anormale de fluides suffisamment rapidement pour alerter un opérateur ou le pilote de l'aéronef. L'activation de l'alarme indique qu'une panne moteur est intervenue et qu'une opération de maintenance doit être réalisée.
  • Bien que ne faisant pas partie de l'invention, le moteur partiellement représenté en figure 2 comprend d'autres moyens de drainage 26 qui sont ici utilisés pour collecter du carburant non brûlé dans la chambre de combustion 4 et pour l'évacuer vers la tuyère 9 au moyen d'une conduite 27 dont la sortie débouche dans la tuyère. Le dispositif de drainage 10 selon l'invention est indépendant de ces moyens de drainage 26 qui ne sont pas équipés de moyens de pompage ni de moyens de surveillance.
  • Les figures 3 à 10 représentent des variantes de réalisation de l'invention, dans lesquelles les éléments déjà décrits dans ce qui précède sont désignés par les mêmes références.
  • Dans la variante de la figure 3, les moyens de pompage 13 (éjecteur 19) sont intégrés au collecteur 11. Le premier conduit 20 est directement monté à la sortie 17 de fluides du collecteur 11 et est reliée à une extrémité d'une conduite 16 dont l'autre extrémité débouche dans la tuyère 9. Le second conduit 21 de l'éjecteur 19 s'étend à l'intérieur du premier conduit 20 et son entrée 23 est reliée par une conduite 24 pouvant être équipée d'une vanne à clapet 25 aux moyens de prélèvement de gaz sous pression dans le moteur 1.
  • Le dispositif de drainage de la figure 3 comprend également des moyens de surveillance 14 du type précité.
  • Le fonctionnement de ce dispositif est similaire à celui de la figure 2.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 4, les moyens de pompage 13 comprennent un éjecteur 19 dont le premier conduit 20 est monté à l'intérieur du second conduit 21, de façon à former une buse. L'entrée du premier conduit 20 est reliée par la conduite 16 à la sortie 17 de fluides du collecteur 11. Le second conduit 21 a son entrée reliée par une conduite 24 aux moyens de prélèvement d'air et sa sortie s'étend autour de la sortie du premier conduit 20 et débouche dans la tuyère 9.
  • L'éjecteur 19 fonctionne ici comme une buse d'éjection de type pistolet à peinture, qui fonctionne en expulsant le gaz sous pression autour de la sortie 18 du premier conduit 20, afin d'aspirer vers la tuyère 9, les fluides provenant du collecteur 11.
  • Par ailleurs, la conduite 24 reliant le second conduit 21 de l'éjecteur aux moyens de prélèvement, est équipée d'une restriction 28 de sa section de passage (à la place de la vanne à clapet 25 de la figure 2). Cette restriction 28 permet de retarder l'évacuation des fluides pour qu'elle n'intervienne pas au démarrage du moteur. Ainsi, la pression augmente légèrement dans le second conduit 21 de l'éjecteur au démarrage, l'évacuation des fluides dans la tuyère 9 se produisant au-delà d'un seuil de pression prédéterminé.
  • Le dispositif de drainage comprend également des moyens de surveillance 14 du type précité.
  • La variante de réalisation de la figure 5 diffère du mode de réalisation de la figure 2 essentiellement en ce que la conduite 24 n'est pas équipée d'une vanne à clapet ni de restriction. A la place, une vanne 29, par exemple à tiroir, est montée sur la conduite 16 qui relie la sortie 17 du collecteur 11 à l'entrée du premier conduit 20 de l'éjecteur 19.
  • La vanne 29 comprend une entrée reliée par une portion de conduite 16 à la sortie 17 du collecteur 11 et une sortie reliée par une autre portion de conduite 16 à l'entrée du premier conduit 20 de l'éjecteur 19. La vanne 29 comprend en outre un organe interne 30 mobile entre une position de fermeture de la sortie et/ou de l'entrée précitées de la vanne 29, et une position dans laquelle l'entrée et la sortie de la vanne 29 sont en communication fluidique. L'organe 30 est sollicité par un ressort dans la position de fermeture de la vanne 29. Le déplacement de cet organe 30 est commandé par du gaz sous pression, qui est ici une partie du gaz sous pression prélevé sur le moteur par les moyens de prélèvement précités. Pour cela, la conduite 24 reliant les moyens de prélèvement à l'éjecteur 19 peut comprendre une dérivation 31 reliée à une cavité de la vanne 29, dans laquelle l'organe est monté mobile. La vanne 29 est destinée à s'ouvrir lorsque la pression de gaz prélevé est supérieure ou égale à une valeur seuil prédéterminée, qui est notamment fonction de la raideur du ressort dans l'exemple précité, et qui est de préférence déterminée pour contrôler avec précision le moment d'évacuation des fluides drainés, afin notamment qu'il ne se produise pas dès l'allumage du moteur.
  • En variante et comme représenté en traits pointillés en figure 5, la conduite 31 peut être reliée par son extrémité opposée à la vanne à des moyens de prélèvement d'air dans le compresseur du moteur.
  • La variante de réalisation de la figure 6 diffère du mode de réalisation de la figure 2 essentiellement en ce que la conduite 24 est reliée à des moyens de prélèvement de gaz sous pression, non pas dans le compresseur du moteur, mais dans un système de dégazage (non représenté) du moteur. Ainsi, l'évacuation des fluides dans la tuyère 9 se produit à l'aide du système de dégazage du moteur.
  • La variante de réalisation de la figure 7 diffère du mode de réalisation de la figure 3 essentiellement en ce que la conduite 24 reliant le second conduit 21 de l'éjecteur aux moyens de prélèvement, est équipée d'une restriction 28 de sa section de passage (à la place de la vanne à clapet 25 de la figure 3). Cette restriction 28 a la même fonction que la restriction décrite en référence à la figure 4.
  • La variante de réalisation de la figure 8 diffère du mode de réalisation de la figure 2 essentiellement en ce que la conduite 24 reliant le second conduit 21 de l'éjecteur aux moyens de prélèvement, est équipée d'une restriction 28 de sa section de passage (à la place de la vanne à clapet 25 de la figure 2). Cette restriction 28 a la même fonction que la restriction décrite en référence à la figure 4.
  • La variante de réalisation de la figure 9 diffère du mode de réalisation de la figure 3 essentiellement en ce que la conduite 24 reliant le second conduit 21 de l'éjecteur 19 aux moyens de prélèvement, est équipée d'une vanne 32 commandée électriquement (à la place de la vanne à clapet 25 de la figure 3). Cette vanne 32 est destinée à s'ouvrir pour laisser passer le gaz sous pression prélevé lorsqu'elle est activée par un ordre envoyé par un calculateur moteur par exemple.
  • Dans la variante de réalisation de la figure 10, les moyens de pompage 13 du dispositif de drainage comprennent une pompe 33 électrique ou mécanique montée sur la conduite 16 et dont une extrémité est reliée à la sortie 17 du collecteur 11 et l'extrémité opposée débouche dans la tuyère 9. Cette pompe 33 amène les fluides du collecteur 11 vers la tuyère 9, lorsqu'elle est actionnée. Le débit de cette pompe est aussi calibré de manière à fixer un seuil de débit au-delà duquel le dispositif de surveillance signale un fonctionnement anormal du moteur. Cette variante ne nécessite pas de vanne, de restriction ni de prélèvement d'air. Le dispositif de drainage comprend également des moyens de surveillance 14 du type précité.

Claims (9)

  1. Dispositif (10) de drainage de fluides pour un moteur (1) d'aéronef, comprenant un collecteur (11) configuré pour collecter des fluides drainés du moteur, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pompage (13) des fluides contenus dans le collecteur et d'évacuation de ces fluides, et des moyens de surveillance (14) configurés pour signaler une collecte anormale des fluides par le collecteur (11), ces moyens de surveillance (14) étant configurés pour s'activer lorsque le débit de fluides collectés est supérieur au débit des moyens de pompage (13), ces moyens de surveillance (14) comprenant une alarme électrique, qui est configurée pour émettre un signal destiné au poste de pilotage de l'aéronef.
  2. Dispositif (10) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de pompage (13) comprennent une pompe (33) électrique, mécanique ou pneumatique, ou un éjecteur (19) du type trompe à jet, cet éjecteur comportant un premier conduit (20) de passage de fluides drainés dont une extrémité forme une entrée (15) des fluides contenus dans le collecteur (11) et dont l'autre extrémité forme une sortie (18) d'évacuation des fluides, et un second conduit (21) de pulvérisation de gaz sous pression qui s'étend autour ou à l'intérieur du premier conduit (20) et qui est configuré pour que le gaz pulvérisé sortant de ce second conduit (21) force l'évacuation des fluides par la sortie du premier conduit (20).
  3. Dispositif (10) selon la revendication 2, dans lequel le premier conduit (20) est relié à une vanne (29).
  4. Dispositif (10) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le second conduit (21) comprend une entrée (23) de gaz qui est reliée à des moyens de prélèvement de gaz sous pression, éventuellement par l'intermédiaire d'une vanne (25) ou d'une restriction (28) de section de passage.
  5. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de pompage (13) sont intégrés au collecteur (11) ou sont situés à distance du collecteur et reliés par une conduite (16) à une sortie (17) de fluides de celui-ci.
  6. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le collecteur (11) comprend un trop-plein (34) configuré pour laisser s'échapper des fluides du collecteur (11) lorsque le débit de fluides collectés est supérieur au débit des moyens de pompage (13).
  7. Moteur (1) d'aéronef, comprenant une tuyère d'échappement (9) des gaz de combustion, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, la sortie de moyens de pompage (13) débouchant directement ou par l'intermédiaire d'une conduite (16) à l'intérieur de la tuyère (9).
  8. Moteur (1) selon la revendication 7 en dépendance de la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de pompage (13) sont reliés à des moyens de prélèvement de gaz d'un compresseur ou d'un système de dégazage du moteur.
  9. Procédé de contrôle d'un moteur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de maintenance du moteur (1) après l'activation des moyens de surveillance (14) du dispositif (10).
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